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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.130 n.5 Santiago mayo 2002

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872002000500001 

Correlación genotipo-fenotipo
de un grupo de pacientes
con fibrosis quística

Héctor Navarro M1, Marianne Kolbach R,
Gabriela Repetto L, Ernesto Guiraldes C,
Paul Harris D, Arnaldo Foradori C,
Helena Poggi M2, Ignacio Sánchez D.
Correlation between phenotype
and genotype in a group of patients
with cystic fibrosis

Background: Cystic fibrosis (CF) is the most common lethal autosomic disease in Caucasians, with a global incidence of 1:3000 newborns. More than 900 mutations have been described, involving the Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator (CFTR). The ∆F508 mutation is present in 60% of alleles studied worldwide. Aim: To report 25 patients with cystic fibrosis in whom a genetic study was done. Material and methods: Twenty five patients (14 men, aged between 18 months and 25 years) with a diagnosis of cystic fibrosis based on clinical features plus two abnormal sweat tests are reported. The genetic study considered the 20 most common mutations in cystic fibrosis and was done in genomic DNA of peripheral lymphocytes, by polymerase chain reaction. Results: A mutation was found in 75% of analyzed alleles. DF508 was present in 50% of cases (DF508/DF508 in 8 and DF508/other in 11). When DF508 was present, pancreatic insufficiency was always a feature and nutritional status was worse. Respiratory involvement was variable, both for homozygous and heterozygous cases. Other severe mutations such as W1282X and G542X were related to clinical manifestations similar to those found in DF508 mutation. Diagnosis was made before six months of age in 12 patients. The clinical presentation was meconium ileus and there was a family history of the disease in most cases. The majority of cases of early diagnosis presented severe mutations, but milder respiratory symptoms and lesser nutritional compromise at the time of assessment. Conclusions: Most patients studied had a severe cystic fibrosis mutation, which was associated with more severe respiratory, pancreatic and nutritional involvement. The early diagnosis of the disease, which would allow to improve the prognosis and the quality of life, must be emphasized (Rev Méd Chile 2002; 130: 475-81).
(Key Words: Cystic fibrosis; Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator; Genetics, medical)

Recibido el 30 de noviembre, 2001. Aceptado el 12 de marzo, 2002.
Departamento de Pediatría y Laboratorio de Desarrollo y Biología Molecular, Facultad de Medicina, Pontificia Universidad Católica de Chile.
1 Becario del Programa de Post Título en Respiratorio Pediátrico
2 Bioquímica

La Fibrosis Quística (FQ) es la enfermedad autosómica recesiva letal más frecuente en la raza caucásica, afectando a 1:3.000 nacidos vivos, pero la incidencia en distintas poblaciones varía entre 1:2.000 en judíos mediterráneos, a 1:31.000 en asiáticos1-3. En nuestro país no existen datos definitivos, pero de acuerdo a la composición étnica de la población chilena, se ha estimado una incidencia de 1:4.000 nacidos vivos4,5.

El gen alterado en esta enfermedad se encuentra localizado en el brazo largo del cromosoma 7 y codifica una proteína denominada Reguladora de Conductancia Transmembrana de la Fibrosis Quística (CFTR)6. Esta proteína se encuentra en la membrana apical de células epiteliales y funciona como un canal de cloro dependiente de AMP cíclico. Hasta la fecha se han descrito más de 900 mutaciones causantes de FQ, que se presentan con frecuencia variable según la composición étnica de la población. La mutación más frecuente es la denominada DF508, que produce la deleción de un aminoácido fenilalanina en la CFTR y está presente en alrededor de los 2/3 de los alelos estudiados a nivel mundial7. El tipo de mutación determina el defecto en la biosíntesis de la proteína CFTR y de acuerdo a la alteración en la función del canal, se ha sugerido que determina o condiciona la gravedad de presentación de la enfermedad9,10.

Los estudios de correlación genotipo-fenotipo han evidenciado una relación muy compleja y variable, especialmente en el componente pulmonar de la FQ que es el más cambiante y menos predecible sólo en base al genotipo. Por el contrario, el genotipo es un buen predictor de la función exocrina pancreática9,10.

El objetivo del presente trabajo fue describir las características clínicas, forma de presentación, evolución y seguimiento, así como el estudio genético y la relación entre el genotipo y fenotipo de un grupo de pacientes con FQ.

PACIENTES Y MÉTODOS

Se estudiaron 25 pacientes con Fibrosis Quística en control por médicos del Departamento de Pediatría de la Pontificia Universidad Católica de Chile desde enero de 1990 a junio de 2000. El diagnóstico de FQ se basó en los hallazgos clínicos de compromiso pulmonar crónico, colonización de la vía aérea con gérmenes característicos, presencia de insuficiencia pancreática, 2 pruebas de sudor elevadas y más recientemente aplicando los criterios clínicos y de laboratorio del Panel de Consenso de la Fundación de Fibrosis Quística1.

El estudio analizó la edad actual, sexo, edad de diagnóstico y la presentación clínica de la enfermedad. El estado nutritivo de los pacientes se determinó mediante mediciones de peso y talla aplicando las tablas NCHS para los índices Peso/Talla (P/T), Peso/Edad (P/E), Talla/Edad (T/E). Se consideró compromiso nutricional un índice de P/T o P/E bajo el 90% del valor teórico ideal, y talla baja, la presencia de un índice T/E inferior a 90%.

La condición respiratoria se evaluó mediante radiografía de tórax, aplicando la prueba de Brasfield modificada2. La función respiratoria se estudió mediante oximetría de pulso, considerando valores inferiores a 94% con oxígeno ambiental como anormales. A los pacientes mayores de 5 años se les practicó una espirometría con un espirómetro Schiller SP-200 (valores de referencia Quanjer), considerando valores de VEF1 <80% y CVF<80% del teórico como anormales. Además a todos los pacientes se les practicó cultivo bacteriano corriente de secreción bronquial. La presencia de mala absorción se determinó mediante la realización de esteatocrito ácido, considerando valores anormales aquellos mayores a 4%11.

La prueba del sudor se realizó utilizando el método de iontoforesis de pilocarpina cuantitativa con análisis de fotometría de llama, y más recientemente mediante conductividad en el sistema de recolección Macroduct25. En ambos métodos se consideran cifras diagnósticas de FQ los valores de cloro sobre 60 mEq/L. Si los valores están entre 40 y 60 mEq/L, el diagnóstico se considera como dudoso.

El estudio genético abarcó las 20 mutaciones más comunes según el Consorcio Internacional de Mutaciones de FQ, y se realizó mediante análisis de reacción en cadena de polimerasa (PCR) alelo específica en ADN genómico de linfocitos de sangre periférica. Para describir la relación genotipo-fenotipo los pacientes fueron divididos en 3 grupos: homocigoto para la mutación DF508, heterocigoto compuesto para la mutación DF508 y el grupo "otras mutaciones". Además se analizaron las mutaciones de acuerdo a la clasificación que considera los mecanismos moleculares involucrados en el defecto de la proteína CFTR y que se asocian a la severidad del fenotipo9.

En relación al tratamiento de los pacientes se evaluó el uso de enzimas pancreáticas, vitaminas y suplementación alimentaria. Se evaluó el requerimiento de broncodilatadores, corticoides inhalatorios, nebulizaciones con Dnasa, curas de antibióticos, oxigenoterapia domiciliaria, necesidad de hospitalización en los últimos 12 meses y kinesiterapia respiratoria diaria. En relación a la evolución y seguimiento, se analizó la aparición de complicaciones respiratorias y digestivas, la condición clínica en el último año de control mediante el Puntaje de Shwachman modificado2 y los pacientes fallecidos durante el período de estudio.

Para el análisis estadístico se utilizaron el análisis de varianza y pruebas no paramétricas (Kruskal-Wallis). Los valores p <0,05 fueron considerados significativos.

RESULTADOS

En el grupo de estudio de 25 pacientes hubo 14 hombres y 11 mujeres. La edad promedio fue 10,2 años con un rango entre 1 año 6 meses y 24 años 5 meses. El grupo homocigoto DF508/DF508 lo constituyeron 7 casos, el grupo heterocigoto compuesto DF508/Otra fue el más numeroso con 11 pacientes y el grupo Otra/Otra lo conformaron 7 casos. En cada grupo existía una pareja de hermanos, por lo que se analizaron sólo 44 alelos. Se encontró una mutación en 75% de los alelos estudiados, siendo la mutación ∆F508 la más frecuente con 50% de éstos (Tabla 1). Entre las características clínicas, la edad de diagnóstico más tardía fue 219 meses y correspondió a un paciente del grupo Otra/Otra, que presentaba la mutación G551D/, que es considerada una mutación menos severa. Sin embargo, no hubo diferencia significativa en la edad del diagnóstico al comparar los 3 grupos (Tabla 2). El resto de las variables clínicas evaluadas tampoco mostró diferencias ya que todos los grupos presentaron manifestaciones clínicas similares.



El compromiso nutricional fue acentuado, especialmente la talla baja en los pacientes con la mutación DF508, siendo menos marcado en los casos sin esta mutación. En el estudio de laboratorio no se encontraron diferencias significativas en los valores de la prueba del sudor, en tanto que en las pruebas de función pulmonar se observó un menor deterioro en el grupo Otra/Otra (Tabla 3). En los cultivos de secreción bronquial destacó el aislamiento concomitante de Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa en los 3 grupos.


En cuanto al manejo de los pacientes, todos recibieron broncodilatadores, kinesiterapia respiratoria diaria y tratamiento con antibióticos en el último año. El uso de corticoides inhalatorios se observó en los 3 grupos, siendo menos frecuente en el grupo Otra/Otra. La terapia con DNasa fue utilizada mayoritariamente en el grupo DF508 homocigoto. Todos los pacientes, a excepción de uno con la mutación G551D/, recibieron suplementación de enzimas pancreáticas. En un caso homocigoto DF508 se realizó trasplante pulmonar (Tabla 4).


En 12 pacientes (48%) el diagnóstico se realizó en forma precoz, es decir, antes de los 6 meses de edad. Estos fueron 2 casos en el grupo homocigoto DF508, 6 pacientes en el grupo heterocigoto compuesto y 4 casos en el grupo de otras mutaciones. El diagnóstico precoz se debió fundamentalmente a la presencia de íleo meconial en el momento del nacimiento o al antecedente familiar de un hermano con FQ. En estos pacientes con diagnóstico precoz, se observó una condición clínica y nutricional menos deteriorada, especialmente en el grupo Otra/Otra.

DISCUSIÓN

En el presente estudio se encontró la presencia de dos mutaciones de FQ en 14 pacientes y se identificó al menos una mutación en 11 casos. En total se logró identificar una mutación en 75% de los alelos estudiados, lo que hace a nuestro estudio genético presentar una alta sensibilidad y ser comparable con series extranjeras. La mutación DF508 fue más frecuente y estuvo presente en 50% de los alelos estudiados, lo que difiere de reportes previos en la población chilena, en que la frecuencia fue 29%4,5. Esto probablemente se debió a diferencias en la selección de los pacientes en que se realizó el estudio genético, ya que nuestros resultados se asemejan a lo informado en otros países con ancestros europeos y amerindios2,8.

En estudios de correlación genotipo-fenotipo12-22 se han establecido mutaciones que resultan en formas clínicas severas de FQ, como la mutación DF508 y G542X, mientras que otras mutaciones, como R334W y R117H, determinan formas más leves y se asocian a un mejor pronóstico. Recientemente, las mutaciones se han agrupado en 6 clases de acuerdo a los diferentes mecanismos moleculares involucrados en el defecto de la proteína CFTR, que determinan el tipo de alteración en el funcionamiento del canal de cloro y se correlacionan con la severidad del fenotipo9. Por otro lado, los reportes de correlación entre el genotipo y fenotipo han revelado una relación muy compleja y variable. Es evidente que, además de las mutaciones del gen CFTR, hay otros factores que determinan el resultado clínico de la FQ. Se ha observado también la participación de factores ambientales, como la infección, contaminación ambiental, tabaquismo y factores genéticos llamados factores moduladores que hacen que el fenotipo establecido por una mutación específica varíe considerablemente entre individuos y también de órgano a órgano3,9,14. Lo anterior se observa especialmente en el componente pulmonar de la enfermedad, que es el más variable y menos predecible sólo en base al genotipo. Así el genotipo en forma aislada, es un pobre predictor de la severidad del compromiso respiratorio en FQ. Por otro lado, otros fenotipos son claramente establecidos por el genotipo como es el componente pancreático y como resultado, el cuadro de mala absorción, en el cual el impacto de los factores ambientales es considerablemente menos marcado. Así, el genotipo es un buen predictor de la función exocrina pancreática y su conocimiento preclínico, por ejemplo, en un screening neonatal, permitiría una intervención terapéutica precoz en pacientes con dos alelos predictores de insuficiencia pancreática18. En la actualidad, las correcciones en las alteraciones de los mecanismos biomoleculares involucrados en el defecto de la CFTR y sus consecuencias se encuentran en desarrollo y abren la posibilidad de nuevos y promisorios tratamientos farmacológicos de la enfermedad, como es el uso de gentamicina y bufenil, que muestra mejoría del funcionamiento de CFTR a nivel de la mucosa nasal en pacientes con ciertas clases de mutaciones23,24,28,29.

En nuestro estudio se observó que la mutación DF508 (clase II), que es considerada una mutación severa, se correlacionó con la presencia de insuficiencia pancreática y un deterioro nutricional acentuado en todos los pacientes. El compromiso respiratorio fue variable, tanto para el grupo homocigoto como para el grupo heterocigoto compuesto para esta mutación. Estos resultados son similares a las experiencias extranjeras de correlación genotipo-fenotipo donde la mutación DF508 determina fundamentalmente la aparición de insuficiencia pancreática, pero el compromiso respiratorio es variable12,16,17. Destaca un paciente heterocigoto compuesto con la mutación DF508/R334W cuya edad de diagnóstico fue la más tardía entre los casos con la mutación DF508, probablemente debido a su expresión clínica menos severa, que pudiera haber sido determinado por la presencia de la mutación R334W considerada leve (clase IV), que tendría un efecto dominante sobre la mutación más severa.

En el grupo con otras mutaciones se observó una mayoría de pacientes con mutaciones consideradas severas como G542X y W1262X (clase I), pero también se identificó la presencia de mutaciones consideradas leves como 3849+10kbC ® T (clase V). En este grupo estaban los pacientes con las edades de diagnóstico más tardías de la serie, aunque esta variable no fue estadísticamente diferente a la edad de diagnóstico del grupo homocigoto y del grupo heterocigoto compuesto para la mutación DF508. Esto se debió a que la mayoría de los pacientes de este grupo presentaron mutaciones consideradas severas que determinaron edades de diagnóstico similares a los pacientes con la mutación DF508. También el compromiso respiratorio fue variable, pero la función pulmonar y la condición nutricional estuvieron menos comprometidas en los casos con las mutaciones consideradas menos severas.

Los valores de la prueba del sudor fueron >60 mEq/L en todos los casos y no se establecieron diferencias significativas de dichos valores entre los 3 grupos de pacientes, lo que supone un compromiso acentuado del funcionamiento del canal de cloro a nivel de la glándula sudorípara, incluso en los casos con mutaciones menos severas. Sin embargo, en comunicaciones recientes se ha mencionado que los valores de la prueba del sudor podrían variar de acuerdo a las mutaciones presentes26,27.

En los pacientes en que el diagnóstico se realizó en forma precoz, resalta la importancia del íleo meconial en el período de recién nacido y el antecedente familiar de la enfermedad en un hermano como elementos para plantear el diagnóstico de FQ. En estos casos, la mayoría de los pacientes presentaron una mutación considerada severa, pero el deterioro respiratorio y nutricional estuvo menos acentuado. Esto probablemente se debió a la evaluación y manejo multidisciplinario precoz, con la implementación de las distintas terapias desde los primeros meses de vida y un seguimiento con controles en forma periódica, lo que ya ha sido demostrado por otros autores30. Esto plantea la necesidad de instituir medidas para un diagnóstico más precoz de la FQ, como son los programas de tamizaje neonatal, así como el énfasis en la difusión y enseñanza de la enfermedad, ya que la edad de diagnóstico es aún tardía en la mayoría de nuestros pacientes, lo que claramente empeora el pronóstico.

En resumen, en este estudio la mayoría de los pacientes presentaron mutaciones consideradas severas (clases I y II) y entre ellas, la mutación DF508 fue la más frecuente. Esto se correlacionó con la presencia de una enfermedad con un acentuado compromiso respiratorio, pancreático y nutricional, lo que podría ser mitigado con un diagnóstico y un manejo multidisciplinario precoces, para mejorar el pronóstico. Destacamos la importancia de contar con el estudio genético para determinar la clase de mutación, no sólo para confirmar la enfermedad, sino para establecer un pronóstico y en el futuro aplicar los nuevos tratamientos en desarrollo de acuerdo a la clase de mutación identificada.

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Correspondencia a: Dr. Ignacio Sánchez Díaz. Departamento de Pediatrìa. Escuela de Medicina. Pontificia Universidad Católica de Chile. Lira 44, 1er piso. Casilla 114-D. Fono: 3543887. Fax: 2410635. E-mail: igsan@med.puc.cla